MEDIA KULTUROWE: HISTORIA, FUNKCJA, RODZAJE, PRZYGOTOWANIE - BIOLOGIA - 2026

Do pożywki są specjalne preparaty odżywcze do odzysku, w izolacji i utrzymania mikroorganizmów bakteryjnych i grzybiczych. Te media mogą być stałe, płynne lub półstałe.

Louis Pasteur jako pierwszy wykazał, że w bulionie zrobionym z gotowanych kawałków mięsa używano go do rozmnażania się dużych ilości bakterii, aż do zmętnienia bulionu. W tym sensie bulion mięsny Pasteura jest uważany za pierwszą zastosowaną płynną pożywkę hodowlaną.

Surowe i przygotowane pożywki hodowlane (stałe i płynne). Źródło: Flickr

Następnie Robert Koch, z pomocą swoich współpracowników Juliusa Richarda Petri i Waltera Hesse, poczynił wielkie postępy. Pierwsza zaprojektowała szalkę Petriego, która jest używana do dziś; a drugi przyszedł mu do głowy, aby zastąpić żelatynę agar-agarem w celu przygotowania stałego podłoża hodowlanego, co było bardzo istotne, ponieważ żelatyna została zdegradowana przez niektóre mikroorganizmy.

Obecnie istnieje wiele klas pożywek hodowlanych o różnym przeznaczeniu, dlatego klasyfikuje się je ze względu na ich funkcję: wśród najważniejszych można wymienić pożywki odżywcze, selektywne, różnicowe, transportowe, wzbogacające i liczące. kolonie, utrzymanie i badanie wrażliwości.

Niektóre pożywki hodowlane są specjalne do obserwowania reakcji chemicznych i są bardzo przydatne do identyfikacji zaangażowanego mikroorganizmu. Wśród nich można wymienić m.in. pożywkę Kliglera, MIO, LIA, cytrynian.

Historia

Pierwszą pożywkę hodowlaną przygotował Louis Pasteur, gdy próbował pokazać, że życie drobnoustrojów nie jest produktem spontanicznego powstawania, ale że mikroorganizmy mogą się rozmnażać, a także, że pochodzą z powietrza.

Przygotował bulion z kawałkami mięsa i zauważył, że po kilku dniach od wystawienia na działanie powietrza zmętniał, aw bulionie była znaczna ilość mikroorganizmów. W tym samym czasie inny rosół z wcześniej ugotowanymi i hermetycznie zamkniętymi kawałkami mięsa pozostawał przezroczysty w miarę upływu dni.

Zwróciło to uwagę wielu badaczy i zdali sobie sprawę, że te mikroorganizmy są odpowiedzialne za rozkład mięsa, a także powodują niektóre choroby.

Z tego powodu konieczne było stworzenie sposobu rozmnażania tych mikroorganizmów w laboratorium w celu ich dalszych badań.

W tym sensie Robert Koch wniósł nieoceniony wkład w udoskonalenie niektórych technik laboratoryjnych, zwłaszcza tych związanych z izolacją bakterii, wprowadzając koncepcję stałej pożywki hodowlanej.

Początkowo używał plastrów ziemniaka jako stałego podłoża, ale później do bulionów mięsnych dodawał żelatynę, co dawało lepsze rezultaty. Jednak były chwile, kiedy galaretka topiła się i zamieniała w płynną kulturę. Dziś wiadomo, że dzieje się tak, ponieważ niektóre bakterie są zdolne do hydrolizy żelatyny.

To wtedy jeden z jego współpracowników wpadł na pomysł użycia agar-agaru, związku, którego używała jego żona do zagęszczania słodyczy.

To podstawowe medium kulturowe stawało się stopniowo coraz bardziej wyrafinowane, aż dotarło do mediów kulturowych, które są dziś znane.

Kompozycja

Każda pożywka ma inny skład, ale niezbędne jest, aby zawierała określone składniki odżywcze dla dobrego rozwoju poszukiwanego rodzaju mikroorganizmu.

Może również zawierać określone substancje chemiczne, które pomagają ujawnić szlak metaboliczny, który posiada dany szczep, lub które wykazują obecność określonych enzymów.

Kolejnym ważnym elementem jest stosowanie substancji buforujących. Pomagają one w utrzymaniu równowagi osmotycznej pożywki, a także pH.

Mogą również zawierać węglowodany i wskaźnik pH, aby pokazać dodaną fermentację cukru. Zmiana koloru pożywki będzie obserwowana, jeśli nastąpi zakwaszenie spowodowane fermentacją.

Niektóre pożywki zawierają substancje hamujące. W zależności od zastosowanej substancji wzrost niektórych mikroorganizmów będzie ograniczony, a innych sprzyjający.

Rodzaje mediów kulturowych

Pożywki hodowlane są klasyfikowane według różnych kryteriów. Są to: zgodnie z jego konsystencją, składem i funkcją.

- Zgodnie z jego konsystencją

Płyny

Nie zawierają agaru-agaru. O rozwoju bakterii lub grzybów świadczy zmętnienie bulionu, który jest pierwotnie przezroczysty.

Solidny

Zawierają od 1,5 do 2% agaru. Zestalona mieszanina ma powierzchnię, która jest odporna na delikatny ruch platynowej rączki bez jej łamania.

Półstały

Zawierają około 0,5% agar-agaru, dlatego jest to stan pośredni między płynem a ciałem stałym. Idealny w mediach, które służą do zobaczenia ruchliwości. Są również polecane do konserwacji szczepów, ponieważ znacznie dłużej utrzymują wilgotność.

Dwufazowe

Są to media, które są przygotowane w taki sposób, że występuje faza stała, a na niej płynna. Szeroko stosowany do posiewów krwi.

- Zgodnie ze swoim składem

Naturalne podłoża uprawowe

Są to substancje pozyskiwane bezpośrednio z natury do hodowli bakterii, zapewniając im środowisko tak bliskie, jak normalnie rozwijają się w ekosystemie. Przykład: mleko, soki, rozcieńczona krew, surowica itp.

Pożywki syntetyczne

Są dziś najczęściej używane, są to odwodnione pożywki, które pozyskujemy w domach handlowych i które są znane w całym składzie chemicznym, ponieważ zostały strategicznie zaprojektowane zgodnie z rodzajem mikroorganizmu, który ma być izolowany.

Półsyntetyczne pożywki hodowlane

Jest to połączenie syntetycznego medium, do którego dodaje się naturalny pierwiastek, aby wzbogacić medium.

Pożywka do hodowli komórkowych

Są specjalnymi pożywkami do hodowli wirusów, ponieważ mikroorganizmy te nie są w stanie przetrwać poza komórkami, muszą zawierać tkankę lub żywe komórki zwierzęcia lub rośliny.

Przykład: hodowle komórek nerki małpy lub jaja z zarodkami.

- Według jego użyteczności

Pożywki odżywcze, selektywne, różnicowe, transportowe, wzbogacanie, identyfikacja, kwantyfikacja kolonii, konserwacja i pożywki do badania wrażliwości. Zostaną opisane później.

Funkcjonować

Niezależnie od rodzaju pożywki, wszystkie one mają coś wspólnego, a mianowicie ułatwiają lub promują rozmnażanie niektórych mikroorganizmów. Różnica polega na składzie każdego z nich, który jest czynnikiem decydującym o ostatecznej użyteczności, jaką będą miały.

Każdy z istniejących nośników kultury jest strategicznie zaprojektowany do określonej funkcji, dla której został stworzony, to znaczy wszystkie mają fundament, który rządzi wytycznymi ich określonej funkcji.

Należy zauważyć, że raz zasiane pożywki hodowlane należy poddać działaniu temperatury i tlenu odpowiednich dla rodzaju bakterii lub grzybów, które mają być izolowane.

Na przykład, jeśli chcesz wyizolować mezofilne bakterie beztlenowe, możesz użyć agaru z krwią i inkubować w warunkach beztlenowych (bez tlenu) w 37 ° C przez 48 godzin.

Teraz, jeśli trzeba wyizolować grzyby, stosuje się agar Sabourauda z antybiotykami. Inkubuje się go w aerobiozie, w temperaturze pokojowej przez kilka dni, ponieważ ta ostatnia powoli rośnie.

Pożywne proste podłoże kulturowe

Jak sama nazwa wskazuje, pożywki te zawierają składniki odżywcze, takie jak źródła witamin, aminokwasów, azotu i węgla, wśród nich można wymienić: ekstrakt mięsny lub drożdżowy, skrobię kukurydzianą, hydrolizat trzustkowy, peptony, glukozę, pośród innych.

Zawierają również inne składniki, które zapewniają środowisku równowagę osmotyczną, ponieważ większość upraw wymaga pH bliskiego 7,0. Pierwiastkami tymi mogą być m.in .: chlorek sodu, fosforan disodu.

Rozcieńczalnikiem jest woda destylowana, a podłoże stałe zawiera agar-agar.

Celem tych pożywek hodowlanych jest odzyskanie mikrobioty bakteryjnej lub grzybowej, która istnieje w danej próbce. Nie rozróżnia mikroorganizmów, ponieważ jest zdolny do wzrostu dużej liczby bakterii, zarówno Gram-dodatnich, jak i Gram-ujemnych, a także drożdżaków i grzybów.

Są zalecane do wysiewu próbek z miejsc normalnie sterylnych. Jednak nie są one odpowiednie dla wybrednych mikroorganizmów.

Są również przydatne do utrzymania szczepów, o ile nie zawierają glukozy.

Wzbogacone pożywki hodowlane

Po dodaniu krwi lub podgrzanej krwi do prostych pożywek odżywczych, stają się one pożywką wzbogaconą (odpowiednio agar z krwią i agar czekoladowy).

Pożywki te są bardzo przydatne do wysiewu normalnie sterylnych próbek, do ratowania słabych szczepów oraz do izolowania mikroorganizmów wymagających żywienia.

Selektywne media kulturowe

Selektywne pożywki hodowlane oprócz składników odżywczych niezbędnych do wzrostu określonych mikroorganizmów, dodaje się również substancje hamujące, takie jak między innymi antybiotyki, leki przeciwgrzybicze, barwniki, sole żółciowe.

Substancje hamujące mają na celu zmniejszenie różnorodności szczepów, które mogą rosnąć, sprzyjając rozwojowi szczególnie specjalnej grupy, która ma zostać uratowana.

Przykład: bulion EC (specjalny dla bakterii z grupy coli ogółem i kałowych) lub agar Sabourauda z antybiotykami (specyficzny dla grzybów).

Media kulturowe różnicowe

Pożywki różnicujące zawierają składniki odżywcze niezbędne do wzrostu określonej grupy mikroorganizmów, a także zawierają substancje, które w obecności niektórych mikroorganizmów ulegną metabolizmowi lub degradacji.

Oznacza to, że będą wywoływać reakcje chemiczne, które w taki czy inny sposób zostaną wykazane w pożywce hodowlanej.

Niektóre reakcje alkalizują lub zakwaszają pożywkę, a dzięki obecności wskaźnika pH zmiany te można wykazać poprzez zmianę koloru pożywki i kolonii.

Dlatego wśród dużej grupy bakterii, które będą w stanie rosnąć na tym podłożu, można wyróżnić te, które metabolizują lub degradują substancję oraz te, które tego nie robią, po prostu obserwując kolor kolonii i pożywki.

Na przykład agar z krwią pozwala odróżnić bakterie wywołujące hemolizę beta (wyraźne halo) od tych, które powodują hemolizę alfa (zielonkawe halo) oraz te, które nie powodują hemolizy.

Media selektywne i różnicowe

Przykładem tego jest to, co dzieje się w agarze MacConkey. Jest selektywny, ponieważ umożliwia wzrost jedynie pałeczek Gram-ujemnych; i jest zróżnicowany, ponieważ bakterie fermentujące laktozę (kolonie fuksji) można odróżnić od bakterii niefermentujących (bladoróżowe lub bezbarwne).

Transportowe media kulturowe

Jak sama nazwa wskazuje, służą do transportu próbek pobranych w mniej lub bardziej odległym miejscu do laboratorium, które będzie je przetwarzać. Medium transportowe utrzymuje próbkę w najlepszych warunkach, aby uzyskać wiarygodne wyniki.

Te pożywki hodowlane mają bardzo szczególne właściwości, ponieważ nie można ich przekroczyć w składnikach odżywczych, ponieważ obecna populacja bakterii musi pozostać żywotna, ale bez wzrostu liczby.

Są to na ogół podłoża półstałe, pozwalające próbce pozostać uwodnioną. Nie należy jednak iść na kompromis w kwestii jak najszybszego dostarczenia próbki do laboratorium. Przykłady środków transportu: medium Stuarta, Cary Blair i Amies.

Pożywki hodowlane wzbogacające

Te podłoża hodowlane są płynne. Służą do ratowania określonych patogenów, które w dowolnym momencie mogą być obecne w próbce w minimalnej ilości.

Przydatne jest również ratowanie patogennego szczepu, który może być słaby po jakimkolwiek wcześniej otrzymanym leczeniu. Np .: woda peptonowa, bulion tioglikolanowy i bulion selenitowy.

Pożywki te zawierają substancje hamujące, które zapobiegają rozwojowi towarzyszącej im mikrobioty oraz określone składniki odżywcze, które sprzyjają rozwojowi mikroorganizmu.

Pożywki do celów identyfikacji

Pożywki te zawierają substancje, które mogą być metabolizowane chemicznie przez określone bakterie, powodując reakcje chemiczne wykazujące obecność określonych enzymów lub szlaków metabolicznych.

Dlatego są wykorzystywane jako testy biochemiczne, które pomagają w rozpoznaniu rodzaju i gatunku określonej grupy szczepów. Przykład: Pożywka Kliglera pokazuje, czy mikroorganizm jest zdolny do fermentacji glukozy i laktozy, jeśli wytwarza siarkowodór i gaz.

Pożywka ta zawiera substancje ujawniające, które umożliwiają obserwację reakcji, takie jak wskaźnik pH i jony żelaza.

Ten prosty test może odróżnić dwie duże grupy mikroorganizmów bakteryjnych, takich jak bakterie z rodziny Enterobacteriaceae, od tak zwanych bakterii niefermentujących.

Media do liczenia kolonii

Są to proste, nieselektywne pożywki, które służą do ilościowego określenia populacji drobnoustrojów, takie jak standardowe podłoże zliczające. Rodzaj mikroorganizmu, który będzie się rozwijał w tym podłożu, będzie zależał od ustalonej temperatury i warunków tlenowych.

Pożywki do badań wrażliwości

Standaryzowanym podłożem do tego celu jest agar Müeller Hinton, to podłoże jest idealne do oceny zachowania różnych antybiotyków w stosunku do izolowanego drobnoustroju chorobotwórczego.

Jest szczególnie przydatny w przypadku mało wymagających bakterii, podczas gdy u wybrednych może być stosowany tylko wtedy, gdy jest uzupełniony krwią.

Pożywki do konserwacji

Celem tych środków jest rozmnażanie mikroorganizmu, a także utrzymanie żywotności bakterii lub grzybów tak długo, jak to możliwe, a także zachowanie ich funkcji fizjologicznych.

Istotną cechą jest to, że tego typu podłoże nie powinno zawierać glukozy, gdyż choć jest to pierwiastek zapewniający szybki wzrost, w trakcie jego fermentacji powstają również kwasy, które skracają żywotność mikroorganizmu.

Niektóre laboratoria muszą utrzymywać żywotność niektórych mikroorganizmów do późniejszego wykorzystania w badaniach naukowych, kontroli wewnętrznej lub do celów edukacyjnych.

Przygotowanie

Obecnie istnieje wiele komercyjnych marek, które zajmują się dystrybucją różnych mediów kulturowych. Pożywka występuje w postaci liofilizowanej lub odwodnionej, umieszczona w hermetycznych słoikach i chroniona przed światłem.

Do każdego pożywki dołączona jest etykieta określająca nazwę pożywki, jej składniki, numer partii i wagę, aby przygotować litr pożywki.

Jako rozcieńczalnik stosuje się wodę destylowaną. Odważoną ilość rozpuszcza się w jednym litrze wody destylowanej do czasu homogenizacji mieszaniny. Większość pożywek jest autoklawowana pod ciśnieniem 15 funtów, w temperaturze 121 ° C, przez 15 minut.

Pożywki płynne są sterylizowane w autoklawie już rozprowadzone w odpowiednich probówkach roboczych, podczas gdy pożywki stałe są autoklawowane w kolbach Erlenmeyera.

Te ostatnie odstawia się, aż osiągną temperaturę 55 ° C i podaje się je na szalkach Petriego pod osłoną z przepływem laminarnym lub w pobliżu palnika Bunsena. Pozostawia się je do zestalenia i przechowuje w lodówce do góry nogami.

Istnieją również stałe pożywki hodowlane, które są rozprowadzane w probówkach, dzięki czemu mogą zestalać się w kołkach (prostych) lub w dziobku rowkowym (pochylonym).

Przed użyciem jakiejkolwiek przygotowanej pożywki hodowlanej, stałej lub płynnej, należy ją hartować przed wysianiem próbki.

Znaczenie

Pożywki hodowlane są niewątpliwie bardzo cennym narzędziem pracy mikrobiologów, ponieważ umożliwiają odzyskanie czynnika zakaźnego, który w pewnym momencie może oddziaływać na człowieka lub skazić żywność, środowisko lub powierzchnię.

W tym sensie można powiedzieć, że mikrobiologia ma różne dziedziny, między innymi m.in.kliniczną, przemysłową, środowiskową, mikrobiologię żywności, a we wszystkich wykorzystuje się pożywki hodowlane.

Oczywiście rodzaj używanego medium w każdym przypadku może się różnić w zależności od potrzeb i rodzaju przetwarzanej próbki. Poszukiwano również wpływów grupy mikroorganizmów.

Izolacja drobnoustroju chorobotwórczego lub przyczyny jakiegokolwiek zakażenia jest niezbędna, aby móc wdrożyć skuteczną obróbkę lub przyjąć procedury, które pomagają wyeliminować dane zanieczyszczenie.

W przypadku mikrobiologii klinicznej ważna jest nie tylko izolacja drobnoustroju i jego identyfikacja (znajomość rodzaju i gatunku), ale również wykonanie antybiogramu.

To badanie, w którym również wykorzystuje się pożywkę hodowlaną, pozwoli nam stwierdzić, który środek przeciwdrobnoustrojowy jest wrażliwy, a który odporny lub, w skrócie, który można zastosować jako środek leczniczy, a który nie.

Dlatego w laboratorium mikrobiologicznym nie może zabraknąć pożywek hodowlanych, niezależnie od obszaru.

Wreszcie, można powiedzieć, że pożywki hodowlane umożliwiły badanie różnych aspektów zarówno bakterii, jak i grzybów.

Kontrola jakości pożywek

Nie należy lekceważyć przygotowania i stosowania pożywek hodowlanych. W każdym laboratorium musi istnieć dział, który stosuje protokoły kontroli jakości pożywek za każdym razem, gdy przygotowywane są nowe partie, a tym samym zapewnia, że ​​są one odpowiednio przygotowane, sterylne i funkcjonalne.

Aby ocenić ich jałowość, z każdej partii pobiera się losowo jedną lub dwie pożywki i inkubuje w temperaturze 37 ° C przez kilka dni (nie powinno być żadnego wzrostu). Odpowiednio wyhodowane i zdolne do życia szczepy referencyjne ATCC (American Type Culture Collection) są używane do weryfikacji ich funkcji.

Utylizacja pożywek hodowlanych

Po użyciu pożywkę należy utylizować w taki sposób, aby nie zanieczyściła środowiska.

W tym celu materiał jest sterylizowany w autoklawie przed wyrzuceniem. Następnie materiał jest usuwany ze szkła. Ten ostatni jest następnie myte, suszone, sterylizowane i przechowywane do późniejszego wykorzystania. W przypadku stosowania jednorazowych talerzy są one sterylizowane, a następnie wyrzucane do specjalnych worków.

Bibliografia

1. Borrego Microbiology na znaczkach VIII. Robert Koch: Triumf wytrwałości (I). Wiadomości SEM 2018, 117 (1): 1-18 University of Malaga. Dostępne pod adresem: jornades.uab.cat/
2. Volcy C. Geneza i ewolucja postulatów Kocha i ich związek z fitopatologią. Recenzja Colomb. 2008; 26 (1): 107-115. Dostępne pod adresem: scielo.org.co/
3. Burguet Lake Nancy, zamek Abrahama Lourdes. Kontrola jakości pożywek stosowanych w monitorowaniu środowiska na sklasyfikowanych obszarach produkcyjnych. Rev Cubana Hig Epidemiol 2013; 51 (2): 155–160. Dostępne w: scielo.
4. Bonilla M, Pajares S, Vigueras J, Sigala J, Le Borgne S. Materiał dydaktyczny z podstawowymi praktykami mikrobiologicznymi. Metropolitalny uniwersytet autonomiczny. Zakład Nauk Przyrodniczych i Inżynierskich. Jednostka Cuajimalpa. Dostępne pod adresem: cua.uam.mx/
5. Carbajal A. Pożywki do hodowli komórkowych: przegląd. Labome Świat laboratoriów. University of Pittsburgh Medical Center, Stany Zjednoczone. 2013 dostępny w: es /
6. Koneman E, Allen S, Janda W, Schreckenberger P, Winn W. (2004). Diagnoza mikrobiologiczna. 5th ed. Od redakcji Panamericana SA Argentina.
7. Forbes B, Sahm D, Weissfeld A. (2009). Diagnoza mikrobiologiczna Bailey & Scott. 12 ed. Od redakcji Panamericana SA Argentina.